1 Stoff 1.Schulaufgabe im Fach Physik Schuljahr 2013/2014 1

Stoff 1.Schulaufgabe im Fach Physik Schuljahr 2013/2014
1. Kepplersche Gesetze
1. Kepplersches Gesetz:
Alle Planeten bewegen sich auf elliptischen Bahnen. In einem gemeinsamen Brennpunkt
steht die Sonne.
b
a
F2
Sonne=F2 ; a: große Halbachse
Blauer Kreis= F1; b: kleine Halbachse es gilt: PF1 + PF2= 2*a
2. Kepplersches Gesetz:
Die Verbindungslinie Sonne <-> Planeten überschreitet in gleichen Zeiten gleiche
Flächen.
Folgerung: In Sonnennähe (Perihel) bewegt
sich der Planet schneller als in Sonnenferne (Aphel)
3. Kepplersches Gesetz:
Die Quadrate der Umlaufzeiten zweier Planeten verhalten sich wie die dritten Potenzen
der großen Halbachsen der Planeten. T12/a13= T22/a23= konstant= C
Folgerung: von zwei Planeten hat derjenige die größere Bahngeschwindigkeit, der sich
näher an der Sonne befindet. C ist für jedes Zentralgestirn (z.B. Sonne) eine Konstante.
Berechnung für C der Sonne:
Erde: TE=1a=365*24*3600s aE=(365*24*3600s)2/ (1,5*1011m)3=2,95*10-19 s2/m3
UKreis=2*r∏=∏*d
2. Aspekte der modernen Kosmologie
1Lj= 300000 km/s (Lichtgeschwindigkeit) * 365*24*3600s=9,48*1012km
3. Die Mechanik Newtons
1. Newtonsches Gesetz:
Ist die Summe der auf einen Körper wirkenden Kräfte 0, so bleibt er in Ruhe oder bewegt
sich geradlinig und gleichförmig weiter.
2. Newtonsches Gesetz (Grundgesetz der Mechanik)
Wirkt auf einen Körper der Masse m die Kraft F, so erfährt er eine Beschleunigung.
F= beschleunigende Kraft m= beschleunigte Masse
1N=1kg*m/s2 F=m*a
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Stoff 1.Schulaufgabe im Fach Physik Schuljahr 2013/2014
3. Newtonsches Gesetz (Wechselwirkungsgesetz- Aktion gegengleich Reaktion
FE=-FM Wirken zwei Körper aufeinander ein, so wirkt auf jeden Körper eine Kraft. Die
Kräfte sind gleich groß und entgegengesetzt gerichtet.
F proportional zu a
a=Δv/Δt s=1/2at2 [m/s / s -> m/s2]
4. Eindimensionale Bewegungen
Freier Fall
2
a=(-) g v=(-)g*t y=(-)1/2*g*t Das Minuszeichen verdeutlicht die Bewegungsrichtung nach unten.
t=[s]; y=[m]
5. Harmonische Schwingungen
Eine vollständige Hin- und Herbewegung des Schwingers nennt man eine Periode. Die Auslenkung
(Elongation) s ist der jeweilige Abstand des Schwingers von der Gleichgewichtslage. Die maximale
Auslenkung heißt Amplitude A. Die Periodendauer T gibt die Zeit für eine Periode an. Die Frequenz f
gibt an, wie viele Schwingungen (n) in einer bestimmten Zeit t stattfinden. f= n/t=1/T
n: Anzahl der Schwingungen [f]=1/s= 1Hz (Hertz)
Hooksches Gesetz
Bei einer elastischen Feder ist die Zugkraft proportional zur
Dehnung: F~s
F=D*s D: Federhärte
rücktreibende Kraft F: F=-(umgekehrt
zur Zugkraft gerichtet) D*s -> F~s
Eine Schwingung mit F~s heißt harmonische Schwingung.
s(t)=A*sin(ὧt)
ὧ*T=2π
ὧ=2π/T
T=2π√m/D
1.) Härtere Feder (größeres D) => kleinere Periodendauer
2.) Größere Masse des Schwingers => größere Periodendauer
2
2
2
3.) Andere Amplitude=> T bleibt unverändert
[m/D]=kg/ N/m= 1 kg/ kg*m/s *m=1/ 1/s = s
Wichtige Formeln
v=a*t; s=1/2at2; v2=2as; UKreis=∏*d=∏*2r;
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s(t)=A*sin(ὧt);
ὧ*T=2π;
2
T=2π√m/D; a=(-) g; v=(-)g*t; y=(-)1/2*g*t ; a=Δv/Δt; s=1/2at ;
PF1 + PF2= 2*a; F=m*a
2
3
T1 /a1 =
ὧ=2π/T;
2
3
T2 /a2 = konstant=C;
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